一种连接结构的散射参数测量方法、设计方法及仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种连接结构的散射参数测量方法、设计方法以及一种模组的仿真方法。连接结构的散射参数测量方法包括：搭建完全相同的两组所述连接结构的实物；在两组连接结构之间绘制微带线以实现所述两组连接结构的对称连接，完成连接的两组连接结构构成被测件，所述微带线的两端分别与两组连接结构中的连接线的第二端连接，所述微带线的长度大于两倍的所述波导口的长度；以所述被测件中的两个波导口为测试端面测试出第一组散射参数；以及以所述微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数。从而实现了对连接结构的散射参数的准确检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种连接结构的散射参数测量方法、设计方法及仿真方法


[0001]本专利技术涉及微波毫米波集成电路设计领域，尤其涉及一种连接结构的散射参数测量方法及其设计方法，以及一种模组的仿真方法。

技术介绍

[0002]矩形波导具有低插损、高Q值、高功率容量的优点，因此它成为毫米波天线及收发前端的主要接口方式。结构简单易于加工的特点，使得微带线成为毫米波集成电路中主要的传输线。矩形波导中的信号传输方式为磁场，毫米波集成电路以及微带线中的信号传输方式为电场，因此，在使用矩形波导作为接口的毫米波集成电路中一般需要设计一个实现矩形波导到微带线的连接结构。
[0003]由于连接结构中涉及到不同信号传播方式之间的转换，因此可能会对毫米波集成电路的射频性能产生极大的影响，基于此，设计出矩形波导到微带的低插损过渡结构，进而实现矩形波导与微带间的能量有效转换成为了毫米波集成电路中的一个关键问题。
[0004]在现有的连接结构的设计中，通常是在仿真平台中搭建出对应的仿真模型，再利用仿真软件进行仿真来确定出连接结构的具体参数。目前常用的连接结构的仿真模型中，连接结构的对应模型包括矩形波导和微带线，搭建出两组连接结构，两组连接结构中通过标准阻抗的微带线来连接。设计时，通过改变连接结构中的微带线尺寸来使得连接结构的S参数满足设计目标。
[0005]而该仿真模型中的连接结构的S参数的计算方式为：搭建两个仿真模型，两个仿真模型中的连接结构的参数完全一致，但具有不同长度的标准阻抗的微带线（匹配微带线）；测算出两个仿真模型中的两个矩形波导之间的S参数，将两组S参数的差值视为两个仿真模型中的匹配微带线的长度差值所对应的S参数，则可利用该长度差值与S参数的对应关系计算出单位长度的匹配微带线的S参数；再利用单位长度的匹配微带线的S参数计算出其中一个仿真模型的匹配微带线的S参数，利用该仿真模型的两个矩形波导之间的S参数减去该仿真模型中的匹配微带线的S参数即可得到该仿真模型中的两个连接结构的S参数之和，由于该两个连接结构完全相同，因此将计算出的S参数除以2即可得到一个连接结构的S参数。
[0006]该种连接结构的S参数的计算方法默认匹配微带线的S参数与其长度呈线性关系，显然不符合实际。在E波段，微带线至少需要等效于一电感，甚至还应在该等效电感的两端设置等效电容来作为微带线的等效模型，因此该匹配微带线的S参数与其长度之间不太可能呈线性关系。因此，该种计算方法显然不准确。
[0007]另外，实际工程实现时，实现波导到微带线之间的信号传输的连接结构包括矩形波导、过渡结构、微带线和键合线，其中过渡结构用于和矩形波导耦合来实现磁场信号到电场信号的转变传输，键合线用于实现过渡结构和毫米波集成电路中的信号输入点/信号输出点的键合连接。而现有的仿真模型中的连接结构未考虑到键合线，然而键合线在E波段对信号传输的影响是不可忽略的。
[0008]因此，现有的模组的设计过程中，将前述连接结构的仿真模型融入到模组的仿真
模型中，显然会影响模组的设计精准度。
[0009]为解决现有的连接结构的仿真模型与实际连接结构之间的不匹配而导致的模组的设计水平不高的问题，本专利技术旨在提供一种连接结构的散射参数测量方法及其设计方法，以及一种模组的仿真方法。

技术实现思路

[0010]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0011]根据本专利技术的一方面，提供了一种连接结构的散射参数测量方法，其特征在于，所述连接结构用于实现波导和芯片的连接，所述连接结构包括波导口、与所述波导口耦接的过渡结构以及第一端与所述过渡结构连接的连接线，所述连接线的第二端用于连接所述芯片以实现所述波导与芯片的连接，所述散射参数测量方法包括：搭建完全相同的两组所述连接结构的实物；在两组连接结构之间绘制微带线以实现所述两组连接结构的对称连接，完成连接的两组连接结构构成被测件，所述微带线的两端分别与两组连接结构中的连接线的第二端连接，所述微带线的长度大于两倍的所述波导口的长度；以所述被测件中的两个波导口为测试端面测试出第一组散射参数；以及以所述微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数。
[0012]在一实施例中，所述连接结构的散射参数测量方法还包括：基于所述第一组散射参数和所述第二组散射参数计算出所述连接结构的散射参数。
[0013]在一实施例中，所述第一组散射参数和所述第二组散射参数为插损参数，所述基于第一组散射参数和第二组散射参数计算出所述连接结构的散射参数包括：计算出所述第一组散射参数和所述第二组散射参数中的差值；以及将所述差值的1/2作为所述连接结构的插损值。
[0014]在一实施例中，所述微带线的两端设置有接地PAD，所述以微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数包括：将散射参数测量装置的GSG探针分别扎在所述微带线的两端的接地PAD上；以及运行所述散射参数测量装置，将所述散射参数测量装置的输出结果作为所述第二组散射参数。
[0015]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种连接结构的设计方法，包括：基于连接结构的实物搭建与之匹配的第一连接结构模型；测量出连接结构的实测散射参数；利用所述实测散射参数对所述第一连接结构模型进行修正以获得仿真结果符合所述实测散射参数的第二连接结构模型；在所述第二连接结构模型中增加匹配微带线以得到第三连接结构模型，所述匹配微带线用于连接过渡结构和连接线；以及基于优化目标对所述第三连接结构模型进行优化以获得所述匹配微带线的目标尺寸，所述匹配微带线的目标尺寸为使得所述第三连接结构模型的散射参数仿真值满足所述优化目标的尺寸。
[0016]在一实施例中，所述连接结构包括波导口、与所述波导口耦接的过渡结构以及第一端与所述过渡结构连接的连接线，所述第一连接结构模型为单个连接结构的模型，所述实测散射参数为单个连接结构的实测散射参数，所述在第二连接结构模型中增加匹配微带
线以得到第三连接结构模型包括：在所述第二连接结构模型中的过渡结构与连接线之间增加匹配微带线，所述匹配微带线至少包括第一匹配段和第二匹配段，所述第一匹配段的第一端与所述过渡结构连接，所述第一匹配段的第二端与所述第二匹配段的第一端连接，所述第二匹配段的第二端与所述连接线连接，所述匹配微带线的优化参数包括所述第一匹配段的宽度和长度、第二匹配段的宽度和长度。
[0017]在另一实施例中，所述连接结构包括波导口、与所述波导口耦接的过渡结构以及第一端与所述过渡结构连接的连接线，所述第一连接结构模型为两个连接结构通过微带线对称连接的双连接结构的模型，所述实测散射参数包括所述双连接结构的第一组散射参数和第二组散射参数，所述第一组散射参数为所述双连接结构中的两个波导口的散射参数，所述第二组散射参数为所述双连接结构中的所述微带线的两端的散射参数，所述利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连接结构的散射参数测量方法，其特征在于，所述连接结构用于实现波导和芯片的连接，所述连接结构包括波导口、与所述波导口耦接的过渡结构以及第一端与所述过渡结构连接的连接线，所述连接线的第二端用于连接所述芯片以实现所述波导与芯片的连接，所述散射参数测量方法包括：搭建完全相同的两组所述连接结构的实物；在两组连接结构之间绘制微带线以实现所述两组连接结构的对称连接，完成连接的两组连接结构构成被测件，所述微带线的两端分别与两组连接结构中的连接线的第二端连接，所述微带线的长度大于两倍的所述波导口的长度；以所述被测件中的两个波导口为测试端面测试出第一组散射参数；以及以所述微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数。2.如权利要求1所述的连接结构的散射参数测量方法，其特征在于，还包括：基于所述第一组散射参数和所述第二组散射参数计算出所述连接结构的散射参数。3.如权利要求2所述的连接结构的散射参数测量方法，其特征在于，所述第一组散射参数和所述第二组散射参数为插损参数，所述基于第一组散射参数和第二组散射参数计算出所述连接结构的散射参数包括：计算出所述第一组散射参数和所述第二组散射参数中的差值；以及将所述差值的1/2作为所述连接结构的插损值。4.如权利要求1所述的连接结构的散射参数测量方法，其特征在于，所述微带线的两端设置有接地PAD，所述以微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数包括：将散射参数测量装置的GSG探针分别扎在所述微带线的两端的接地PAD上；以及运行所述散射参数测量装置，将所述散射参数测量装置的输出结果作为所述第二组散射参数。5.一种连接结构的设计方法，其特征在于，包括：基于连接结构的实物搭建与之匹配的第一连接结构模型；利用如权利要求1~4中任一项所述的连接结构的散射参数测量方法测量出所述连接结构的实测散射参数；利用所述实测散射参数对所述第一连接结构模型进行修正以获得仿真结果符合所述实测散射参数的第二连接结构模型；在所述第二连接结构模型中增加匹配微带线以得到第三连接结构模型，所述匹配微带线用于连接过渡结构和连接线；以及基于优化目标对所述第三连接结构模型进行优化以获得所述匹配微带线的目标尺寸，所述匹配微带线的目标尺寸为使得所述第三连接结构模型的散射参数仿真值满足所述优化目标的尺寸。6.如权利要求5所述的连接结构的设计方法，其特征在于，所述连接结构包括波导口、与所述波导口耦接的过渡结构以及第一端与所述过渡结构连接的连接线，所述第一连接结构模型为单个连接结构的模型，所述实测散射参数为单个连接结构的实测散射参数，所述在第二连接结构模型中增加匹配微带线以得到第三连接结构模型包括：在所述第二连接结构模型中的过渡结构与连接线之间增加匹配微带线，所述匹配微带线至少包括第一匹配段和第二匹配段，所述第一匹配段的第一端与所述过渡结构连接，所
述第一匹配段的第二端与所述第二匹配段的第一端连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：后育祥，姜鑫，
申请(专利权)人：南京米乐为微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：